考试大纲
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《操作系统》考试大纲
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一、课程内容 1）操作系统的概念。 2）操作系统的作用及特征。 3）操作系统的体系结构及功能。 4）操作系统的发展历史及分类。 5）操作系统的结构设计。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生熟悉操作系统的基本概念、操作系统的作用和特征；掌握典型操作系统的体系结构和基本功能；理解计算机操作系统按照不同应用方式进行的类型划分；了解操作系统的发展过程；熟悉常用操作系统的结构设计方法。 本章重点是掌握操作系统的定义要点以及操作系统在计算机系统中的地位和作用，熟悉其特征；难点是对操作系统体系结构的理解。 三、考核内容与考核要求 1）操作系统的地位和作用，要求达到“识记”层次。 ·操作系统是计算机资源的管理者 ·操作系统通过接口为用户提供各种服务 ·操作系统是虚拟机和扩展的机器 2）操作系统的特征，要求达到“领会”层次。 ·并发性 ·共享性 ·虚拟性 ·随机性 3）操作系统的体系结构，要求达到“领会”层次。 ·Windows操作系统的体系结构 ·UNIX操作系统的体系结构 ·Linux操作系统的体系结构 ·Android操作系统的体系结构 4）操作系统的发展历史及分类，要求达到“识记”层次。 ·批处理操作系统 ·分时系统 ·实时操作系统 ·嵌入式操作系统 ·个人计算机操作系统 ·网络操作系统 ·分布式操作系统。 5）操作系统的结构设计，要求达到“领会”层次。 ·整体式结构 ·层次式结构 ·微内核结构 一、课程内容 1）处理器状态及状态切换。 2）中断/异常机制。 3）计算机系统中的相关硬件部件。 4）系统调用。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生熟悉处理器的状态与转换，理解处理器设置状态的目的以及应用方法，区分特权指令和非特权指令；掌握中断/异常的概念、类型、响应过程和处理过程；了解计算机系统相关硬件部件的组成；理解系统调用的基本概念和作用，掌握系统调用机制的设计以及系统调用的执行过程。 本章重点是处理器状态及转换，硬件提供的中断/异常机制，系统调用的实现机制及其执行过程，系统调用与一般函数调用的区别与联系；难点是特权指令和非特权指令的不同意义，中断与异常的区别与联系。 三、考核内容与考核要求 1）处理器状态及状态转换，要求达到“领会”层次。 ·特权指令和非特权指令 ·控制寄存器及程序状态字 ·处理器状态及状态转换 2）中断/异常机制，要求达到“简单应用”层次。 中断/异常的基本概念 中断/异常的类型 中断/异常响应过程 中断/异常处理程序 3）计算机系统中的相关硬件部件，要求达到“识记”层次。 ·存储系统 ·I/O部件 ·时钟 4）系统调用，要求达到“综合应用”层次。 ·用户与操作系统的接口 ·系统调用的作用 ·系统调用机制的设计与实现 ·系统调用的执行过程 一、课程内容 1）多道程序设计。 2）进程的概念。 3）进程状态及状态转换。 4）进程控制块及进程控制。 5）线程的概念。 6）线程机制的类型。 7）进程/线程调度。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生理解多道程序顺序执行和并发执行的不同特点，进而理解进程和线程的基本概念；要求考生熟练掌握进程的组成和特征、进程状态及其转换、进程控制块；掌握进程控制的原语；理解线程机制的引入及其实现机制；掌握进程/线程调度的各种典型算法。 本章重点是进程/线程的各种概念和基本原理，各种进程/线程的控制方法和相关队列，进程/线程调度算法的实现；难点是进程与线程的相互关系以及线程包的使用。 三、考核内容与考核要求 1）多道程序设计，要求达到“识记”层次。 2）进程的概念，要求达到“领会”层次。 ·进程的定义 ·进程与程序的联系和区别 ·进程的组成和特征 3）进程的状态，要求达到“领会”层次。 ·进程的三种基本状态 ·进程状态间的转换 ·进程的五状态模型 ·进程的七状态模型 4）进程控制块，要求达到“简单应用”层次。 ·进程控制块的作用 ·进程控制块的基本内容 ·进程队列 5）进程控制，要求达到“简单应用”层次。 ·进程创建 ·进程撤销 ·进程等待 ·进程唤醒 6）线程模型，要求达到“简单应用”层次。 ·线程的基本概念，线程与进程的比较 ·线程的属性 ·为什么引入线程的概念 7）线程机制的实现，要求达到“简单应用”层次。 ·用户级线程 ·内核级线程 ·混合模型 ·Pthread线程包 8）进程调度，要求达到“综合应用”层次。 ·进程调度的层次和任务 ·进程的调度时机 ·进程的调度过程 ·进程调度算法的设计思想 ·进程调度算法的应用 一、课程内容 1）进程间的相互作用。 2）进程互斥。 3）进程同步。 4）信号量及P、V操作。 5）管程机制。 6）Pthread中的同步机制。 7）进程通信机制。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生理解进程间的相互作用，理解同步和互斥的概念，理解临界区的定义及使用规则：掌握信号量及P、V操作的基本方法，掌握经典的同步互斥问题及解决方法；了解管程的概念；了解进程间通信的工作原理和实现方法。 本章重点是进程同步与互斥问题的产生和典型应用场景，经典的进程同步互斥机制如信号量及P、V操作。本章难点是应用信号量及P、V操作解决应用场景下的各种进程同步互斥问题。 三、考核内容与考核要求 1）进程间的相互作用，要求达到“识记”层次。 ·与时间有关的错误 ·进程同步互斥举例 2）进程互斥，要求达到“领会”层次。 ·临界区 ·临界区的使用规则 ·进程互斥问题的传统解决方案 3）进程同步，要求达到“领会”层次。 ·典型的进程同步例子 ·解决进程同步问题遇到的问题 4）信号量机制，要求达到“综合应用”层次。 ·信号量的定义 ·P、V操作的定义 ·信号量和P、V操作的物理含义 ·用P、V操作解决进程间同步互斥问题 5）经典的同步互斥问题 ·生产者——消费者问题 ·读者——写者问题 6）管程机制，要求达到“识记”层次。 ·管程的概念 ·Hoare管程及设计思想 7）进程通信，要求达到“领会”层次。 ·共享内存 ·消息队列 ·信箱机制 ·管道 一、课程内容 1）死锁的产生。 2）死锁预防。 3）死锁避免。 4）死锁的检测与解除。 5）资源分配图。 6）哲学家就餐问题。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生掌握操作系统中关于死锁的基本概念；掌握死锁产生的原因和必要条件；熟悉常见的死锁预防策略和死锁避免策略，熟悉死锁检测与解除的方法，掌握哲学家就餐这类经典死锁问题的解决方法。 本章重点是死锁产生的原因和必要条件，死锁预防的方法，死锁避免的银行家算法，死锁检测的资源分配图化简。本章的难点是死锁以及死锁定理，安全和不安全状态的判定和推导。 三、考核内容与考核要求 1）死锁的产生，要求到达“领会”层次。 ·死锁的定义 ·死锁产生的原因 ·死锁产生的必要条件 2）死锁预防，要求到达“领会”层次。 ·死锁预防的概念 ·资源的静态分配策略 ·资源的有序分配法 3）死锁避免，要求达到“综合应用”层次。 ·死锁避免的概念 ·安全状态与安全序列 ·银行家算法 4）死锁的检测与解除，要求达到“简单应用”层次。 ·死锁检测的时机 ·死锁检测算法 ·死锁的解除方法 5）资源分配图，要求达到“简单应用”层次。 ·资源分配图 ·死锁定理 ·资源分配图化简方法 6）哲学家就餐问题，要求达到“简单应用”层次。 一、课程内容 1）存储管理的任务。 2）内存空间的划分、分配和回收。 3）可变分区存储管理方案。 4）覆盖技术与交换技术。 5）虚拟页式存储管理方案。 6）页面置换策略。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生熟悉存储管理的基本原理及其任务；掌握内存空间的划分、分配和回收方法，理解存储共享与保护原理；理解程序的地址转换过程；掌握可变分区存储方案和内存紧缩技术；理解覆盖技术和交换技术；理解虚拟页式存储管理的方案，掌握虚拟页式储存管理方案中页表、页表项、缺页异常处理、TLB（快表）的使用等基本方法；熟悉典型的页面置换算法。 本章重点是可变分区存储方案和虚拟页式存储管理方案，页表和页表项的意义及应用方法，页面置换算法的实现；难点是地址转换过程中虚拟地址、物理地址、页表、TLB（快表）、缺页异常处理的关联关系。 三、考核内容与考核要求 1）存储管理的任务，要求达到“识记”层次。 ·内存空间的划分 ·内存空间的分配和回收 ·存储保护问题 ·存储共享 ·地址转换、地址重定位 2）可变分区存储管理方案，要求达到“简单应用”层次。 ·可变分区管理基本工作原理 ·内存分配表 ·内存分配与回收算法 ·地址转换过程 ·紧缩技术 3）覆盖技术和交换技术，要求达到“领会”层次。 ·覆盖技术 ·交换技术 4）虚拟页式存储管理方案，要求达到“简单应用”层次。 ·虚拟地址空间和虚拟地址 ·页表的作用和页表项的内容 ·地址转换过程与TLB ·缺页异常处理 ·物理内存管理、分配和回收 5）典型的页面置换算法，要求达到“综合应用”层次。 ·最佳页面置换算法（OPT） ·先进先出算法（FIFO） ·第二次机会算法（Second Changce） ·时钟算法（Clock） ·最近最少使用算法（LRU） ·工作集模型 ·颠簸或抖动 一、课程内容 1）文件管理的基本概念。 2）文件的逻辑结构和物理结构。 3）文件目录。 4）文件存储空间管理。 5）文件及文件目录的操作。 6）文件系统的性能。 7）文件共享、保护和保密。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生理解文件、目录和文件系统的概念；掌握文件管理的任务，文件的分类，文件的逻辑结构和物理结构；熟悉文件目录的构成和实现，掌握磁盘空间管理及其分配和回收算法；熟悉文件和目录的操作，改善文件系统性能的方法；理解文件的共享与保护、保密和权限管理方案。 本章重点是文件和目录的基本概念，文件控制块的结构和组织方式，文件的逻辑结构和物理结构及其各种实现方法，磁盘空间管理技术；文件和目录的实现方法；难点是文件的物理结构，UNIX文件目录的实现和FAT文件系统的实现。 三、考核内容与考核要求 1）文件管理的基本概念，要求达到“识记”层次。 ·文件管理的任务 ·文件的存储介质及存取方式 ·文件的分类 2）文件的逻辑结构和物理结构，要求达到“领会”层次。 ·文件的逻辑结构 ·文件的物理结构 ·UNIX的三级索引结构 ·FAT的链接结构 3）文件目录的实现，要求达到“综合应用”层次。 ·文件控制块 ·文件目录和当前目录 ·目录项和目录文件 ·目录项分解法 ·UNIX的文件目录实现 ·FAT文件系统的实现 4）文件存储空间管理，要求达到“领会”层次。 ·磁盘空间管理 ·磁盘空间的分配回收算法 ·UNIX系统的空闲块成组链接法 5）文件系统的实现，要求达到“综合应用”层次。 ·系统打开文件表 ·用户打开文件表 6）文件及文件目录的操作，要求达到“领会”层次。 ·典型的文件操作 ·典型的目录操作 7）文件系统的性能 ·磁盘高速缓存 ·RAID技术 8）文件共享、保护和保密，要求达到“领会”层次。 ·文件共享 ·文件存取控制 ·UNIX的文件使用权限管理方案 ·文件的保密措施 一、课程内容 1）I/O设备管理的任务。 2）I/O硬件和I/O软件组成 3）I/O设备控制方式。 4）设备分配与回收。 5）磁盘调度策略。 6）缓冲技术。 7）虚拟设备技术。 二、学习目的与要求 本章的学习目的是要求考生熟悉I/O设备管理的基本概念，I/O硬件的组成和控制方式，I/O软件的构成及各部分的功能和层次关系，设备独立性的意义，理解I/O设备分配和回收的功能；熟悉磁盘的结构和磁盘调度算法；理解缓冲技术的作用，理解虚拟设备和SPOOLing技术。 本章的重点是I/O设备控制方式和I/O软件的功能作用；虚拟设备的实现；磁盘调度算法。本章的难点是对I/O软件中涉及的数据结构、设备分配过程、设备独立性、虚拟设备和缓冲技术实现等概念和技术的理解和掌握。 三、考核内容与考核要求 1）I/O设备管理基本概念，要求达到“识记”层次。 ·I/O设备管理的任务 ·设备分类 ·I/O设备管理与文件管理的关系 2）I/O硬件和I/O软件组成，要求达到“领会”层次。 ·I/O硬件组成 ·I/O软件组成 ·设备独立性 3）I/O设备控制方式，要求达到“领会”层次。 ·程序控制方式 ·中断控制方式 ·DMA控制方式 ·通道控制方式 4）设备分配与回收，要求达到“识记”层次。 ·独占设备分配 ·共享设备分配 5）磁盘驱动调度，要求达到“简单应用”层次。 ·信息传输时间 ·移臂调度及调度算法 ·旋转调度优化 ·信息的优化分布 6）缓冲技术，要求达到“领会”层次。 7）虚拟设备技术，要求达到“领会”层次。 ·虚拟设备的实现原理——SPOOLing系统工作原理 ·SPOOLing系统的组成和实现 |